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摘要：本文主要针对10kV配电系统过电压的原因及防范措施展开了分析，对过电压的原因作了详细的阐述，给出了一系列相应有效的防过电压措施，并结合具体的实例进行了论证，以期能为有关方面的需要提供有益的参考和借鉴。
关键词：配电系统；过电压；原因；措施
过电压属于电力系统中的一种电磁扰动现象。在10kv配电系统中出现过电压问题，将会对正常的供电产生一定的影响。因此，我们需要认真分析过电压存在的原因，采取有效的措施做好防范，从而保障供电系统的正常供电运行。基于此，本文就10kV配电系统过电压的原因及防范措施进行了分析，相信对有关方面的需要能起到一定的帮助作用。
1 过电压原因分析
据运行统计，造成设备故障或损坏的过电压形式主要有：谐振过电压、直击雷过电压、雷电反击过电压等。不同的过电压形式具有不同机理，对设备的损坏程度也不同。
1.1 谐振过电压
10kV电压互感器由于谐振过电压使髙压侧熔断器熔断的故障。变电站10kV系统属中性点不接地系统，当发生接地故障时，系统相电压升高，加在线圈两端的电压升高，铁芯出现磁饱和现象，感抗发生变化。
PT的感抗和线路的对地容抗匹配时就会产生铁磁谐振过电压，使高压侧熔断器熔断。特别是单相接地故障时，对地电容电流较大，产生电弧不能自熄灭，出现间歇性放电产生弧光过电压，使铁芯更易出现磁饱和现象，引起谐振过电压，使PT高压侧熔断器熔断。
1.2 接地不良引起雷电反击过电压
主变10kV侧出线避雷器过电压烧毁现象。出现这种现象的主要原因是接地电阻偏大。经实地测量，两个变电站地网的接地接阻均不合格，约1欧姆（标准要求小于等于0.5欧姆）。当强大的雷电流通过避雷针、避雷线的引下线或构架等接地体向地网泄放时，因接地阻太大，残压过高而通过避雷器进行反击，以致破坏避雷器。
1.3 进行波入侵和雷电流感应引起的过电压
（1）10kV架空线或配电线因雷击而引起雷电流入侵，入侵的进行波遇到阻抗突变的结点时会因反射而使电压升髙，来回反射并扩散的高电压碰到绝缘相对薄弱处便可能击穿造成事故。
（2）与低压线路较为邻近的如避雷针、建筑物等因雷击而造成瞬间的电流突变，其变化梯度很陡，峰值很大，使附近空间产生强大的电磁场突变，在邻近的低压线路上引起短时过电压，这种电压浪涌对电子设备特别危险，造成的事故累见不鲜。
不同的过电压具有不同的机理，其相应的预防措施也不同，针对以上出现的过电压故障，结合实际情况，采取相应措施进行防范。
1.4 操作过电压
真空断路器在操作时，可能由于截流、重燃或三相同时开断等原因而产生操作过电压。操作过电压主要表现为相间过电压，最髙可以达到3.5倍U，电流波形最宽处不超过5ms；而相对地过电压一般较低，不会对设备造成危害。
2 防止过电压的措施
2.1 防范的基本原则
为了实现对过电压的可靠防护，保障电气设备以及保护器自身的安全运行，必须针对电压产生的原因、持续时间、量值范围等因素进行研究并采取针对性防护措施。一套完备的保护必须具备以下三个要素，缺一不可。
（1）保护的全面性：保护要考虑系统各种可能的过电压，而不是针对某一种工况。如MOA只能限制系统相对地过电压，而对相间过电压则无能为力。
（2）绝缘配合的可靠性：对过电压防护的目的是为了保护设备绝缘的安全，所以保护装置的参数设计必须与设备的绝缘耐受能力进行合理匹配。
（3）保护装置自身的安全性：在对电气设备能够可靠保护的前提下，保护装置自身必须能够安全运行，否则，不仅保护不了绝缘，反而造成系统中的事故隐患。
2.2 雷电过电压的防护
对于直击雷过电压，目前国内较多的采用避雷网、避雷针进行防护；对于雷电侵人波过电压，由于其表现形式主要为相对地过电压，一般采用MOA加以防护。
2.3 瞬时内部过电压的防护
近年来，随着真空断路器的广泛应用、电缆供电的增多以及电网规模的扩大，内部过电压的危害已经越来越严重。内部过电压更多地表现为相间过电压，三星型接法的MOA对相间过电压基本没有防护作用，在这种情况下，安装组合式避雷器是一种可行的保护方案。
2.4 弧光接地、谐振过电压的防护
耐受过电压和限制过电压是两个不同的概念，耐受过电压是指避雷器在一定幅值、一定时间过电压的作用下，不会产生异常和爆炸。避雷器必须能够耐受常见的内部过电压，否则自身安全无法保障。但是，对于弧光接地和谐振过电压，由于其作用时间的不确定性，要求避雷器完全能够耐受显然是不经济、不合理的。对这类过电压，可以采用中性点经消弧线圈的运行方式，或者安装XHB消弧限压装置。
3 某10kV配电系统防范过压措施介绍
不同的过电压具有不同的机理，其相应的预防措施也不同，针对以上出现的过电压故障，结合实际情况，采取了如下措施：
3.1 对谐振过电压
某10kV变电系统为治理过压问题，更换防谐振性能良好的电压互感器，在高压侧中性点处加装消谐器。采用某厂生产的单相电压互感器，运行效果表明该型号防谐振性能并不十分理想。我们认为-型防谐振性能较好，高强度低磁密，铁芯不易饱和，可以有效防止谐振过电压。把10kVPT换成JDZX14-10型PT。此外，为了提高10kVPT在防止谐振过电压方面的效果，我们在电压互感器高压侧中性点处还加装了LXQ-10（D）型消谐器，对防止谐振过电压磁饱和起到扼止作用，因为在电网产生三相不平时，互感器不接地和直接接地都易引起较大的涌流，因此电网向对地电容的充、放电途径必然通过压变一次绕组，这种慢变过程使压变铁芯深度饱和，将压变0.5熔丝熔断以及仪表烧坏，所以安装LXQ型型消谐器，能有效地扼止这种涌流，以提高PT高压侧相绕组的耐压能力，进一步防止谐振过电压。采取这些措施后效果明显，整个电网10kVPT擦断器熔断次数由20次/年降至1次/年。
该消谐电阻器的主要直流参数见表1；该消谐电阻器的交流电气参数见表2。
表1 LXQ 消谐器主要直流性能参数
3.2 对雷击过电压
改造接地网，降低接地电阻，以利于避雷器吸收和释放能量，并对选择避雷器，具体措施如下：
（1）钻深井。在接地网四周和中间处每隔20m钻深井，一般深度为15m～20m，用F80钢水管加降阻剂回填深井，钢水管与地网可靠连接。
（2）在土壤电阻率较大的地方采用铜包钢增敷设水平地网，每10m敷设“井”字型铜包钢地网，在交叉点加设1.5m～2m长的垂直地极，增大地网面积，采用铜包钢增强扩散电流能力，从而降低接地电阻。
（3）避雷器接地端应从地网两处不同点引线并可靠连接，避免一条接地引线因腐蚀严重而失效时失去接地端。
（4）选择持续运行电压值较高，方波通流大，残压低的避雷器，提高其吸收和释放能量能力，就是提高避雷器的耐受暂时过电压的能力，同时其残压应符合被保护设备绝缘等级要求。选择ABB生产的MWK15型避雷器，主要参数：额定电=10kA，续持运行电压=15kV，额定电压=18.8kV，残压=V，直流参考电压=24.8V。
某变电站采取上述措施后效果明显，避雷器运行情况良好。
(5)严格按过电压保护规程检査，核算避雷器至主要被保护设备的电气距离，检查避雷针、避雷线的引下线对电气回路的距离是否足够。
4 结语
综上所述，在我国电力企业的运行管理中，10kv系统电缆线路经常会因过电压现象的存在，而导致电力系统的运行出现异常现象和严重故障。因此，我们需要采取有效的措施，针对过电压存在的原因，及时做好防范，以确保10kv供电系统的正常供电。
参考文献
[1]司维涛.试析变配电所异常过电压产生的原因及治理[J].电工文摘.2015（02）.
[2]张成元.10kV系统电缆线路过电压原因和对策探讨[J].机电信息.2011（27）.
论文作者:翁森华
论文发表刊物:《电力技术》2016年第7期
论文发表时间:2016/10/18
标签：过电压论文; 避雷器论文; 谐振论文; 三星论文; 系统论文; 电压论文; 措施论文; 《电力技术》2016年第7期论文;